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          機械設備
          04-19

          氟塑料熱交換器的使用方法

          ? ? ? ?氟塑料是所有塑料中耐腐蝕和耐溫性能較好的一種材料。氟塑料中常用來制作換熱器的有PFA、PTFE、PVDF、FEP,其中PTFE的各項性能和性價比好,也是最早用來制作換熱器的塑料。PTFE全名為聚四氟乙烯,又稱為塑料王,另名有特氟龍或鐵氟龍,是其英文teflon的諧音,其理論耐溫范圍在-200~250℃之間。   氟塑料制作的換熱器一般采用10mm以下的薄壁氟塑料管作為換熱管,能用在各種強酸、強堿和強氧化劑中進行熱交換。雖然氟塑料的導熱性能比金屬差,但由于采用小徑薄壁管,因此其管壁熱阻小,加上在換熱過程中,管內流體大多處于紊流狀態,因此大大提高了氟塑料換熱器的總傳熱系數。   氟塑料熱交換器的使用方法很重要,雖然采用小孔徑管可大大提高其耐壓性能。但由于氟塑料氟塑料熱交換器為塑料材料,加上管壁較薄,其機械強度等物理性能比金屬要差,因此在使用和安裝過程中需嚴格按照廠家的要求進行。首先,使用過程中必須嚴格控制管內壓力,雖然采用小孔徑管可以耐受較高的壓力,但由于塑料強度的限制,特別是在溫度較高的情況下;其次,保證進入管內的流體的清潔度,防止管內堵塞或顆粒對管壁的摩擦;第三,控制管內流速,如果流速太高,阻力大,致使入口處壓力大,而流速太低會導致管內形成層流,影響換熱效果;第四,由于氟塑料管易刮傷,在使用過程中需防止與鋒利的物件碰擦;第五,防止換熱器接近周邊高溫熱源,特別是金屬焊接時,防止焊渣濺到氟塑料管壁上。   總之,氟塑料熱交換器在使用過程中,需要結合實際使用環境和工況條件進行合理考慮,制定好操作規程,有效延長使用壽命。
          07-21

          攪拌反應釜常用的傳熱裝置

          ? ? ? ?攪拌反應釜是工業生產中廣泛采用的反應器形式,適用各種相態物料的反應,反應釜中設有不同型式的攪拌、傳熱裝置??蛇m用不同性質的物料和不同熱效應的反應,以保持反應物料在釜內合理的流動、混合和料號的傳熱。攪拌反應釜既可間隙操作也可連續操作或半連續操作。既可單釜操作,又可多釜串聯操作。攪拌反應釜使用性廣,操作彈性大,濃度容易控制。它通常由釜體、換熱裝置、攪拌器和傳熱裝置等構件組成。   攪拌反應釜常用的傳熱裝置是:夾套,蛇管。其它還有電感應加熱,直接蒸汽加熱或外部換熱器加熱等。這里主要介紹夾套和蛇管傳熱。   1、夾套:是反應釜常用的傳熱裝置,整體夾套由圓柱形殼體和下封頭組成。夾套與內筒采用法蘭連接和焊接俄兩種連接方式。法蘭連接用于操作條件差、需定期檢查和經常清洗夾套的場合。夾套上設有蒸汽、冷卻水或其他加熱、冷卻介質的進出口。當加熱介質是蒸汽時,進口管靠近夾套上端,冷凝液從底部排出;當加熱(冷卻)介質是液體時,則進口管應設在底部,使液體下進上出,有利于排除氣體和充滿液體。   2、蛇管:當夾套傳熱不能滿足要求或不宜采用夾套傳熱時,可采用蛇管傳熱。蛇管置于釜內,浸人反應介質中,傳熱效果比夾套好,但檢修困難。蛇管一般由無縫鋼管繞制而成,常用的結構形狀有圓形螺旋狀、平面環形、彈簧同心圓組并聯形式等。當蛇管中心直徑較小、圈數較少時,蛇管利用進出口管固定在釜蓋或釜底上;若中心直徑較大、圈數較多、重量較大時,則設立固定的支架支撐。蛇管的進出口設在同一端,一般設在上封頭,結構簡單,裝拆方便。   
          07-20

          分析管殼式換熱器運用中的問題

          ? ? ? ?隨著現代化建設的步法不斷的加快,作為石油企業化工領域的重用換熱設備之一,管殼式換熱器在發揮著重大的作用,并得到了廣泛的運用。由于換熱器選材的不同,加工制造不合理,使用不當等多方面的因素的影響,換熱器失效的現象屢見不鮮。換熱器的失效,可能會給企業帶來不可估量的經濟損失,因此對管殼式換熱器失效原因、形式、及處理故障的分析很重要。本文將通過對管殼式換熱器在工程中的實際運用存在的問題進行分析,找出管殼式換熱器最容易失效的敏感部位。   常見的換熱器失效形式   敏感部位之一:換熱器管板和換熱管的連接處。在換熱器管板和換熱管的連接處會出現幾何形狀的突變,加上外因等因素比如:管板與換熱管的連接不當、焊后處理不及時合理、兩者之間存在的溫差應力、板管和換熱管所選擇材料之間存在的差異性等,都會成為管板和管口連接處存在殘余應力、焊接部位出現隱形缺陷(焊接部位出現氣孔、及其他雜質)的原因。一旦受到殼程流體腐蝕性影響和誘導振動,都會使換熱管和管板的連接處出現振動疲勞破壞、連接縫隙腐蝕、應力腐蝕開裂等現象。這些問題交錯連接,共同作用會對連接處進一步的損壞,加快了連接處的損害速度,降低了連接處的使用壽命。   敏感部位之二:折流板和換熱管配合使用處的損壞。   由于使用功能的需要,為了使換熱管的熱膨脹量能夠被充分的吸收和使用,以及加工制造的方便,通常會在換熱管和折流板的配合使用處留下一定程度的空隙。由于殼流體長時間額沖擊,配合處的縫隙會不斷的增大,使折流板不斷的切割   換熱管,在折流板的切割作用下設備不但會產生強大的振動噪音,還會引起換熱管的泄漏實效。同時配合處縫隙不斷的增大促使殼程流體內部的流動過程變進一步的復雜化,對換熱器的傳熱效率造成了重大的影響。   敏感部位之三:換熱器殼體、管板連接處損壞。   在換熱器的使用過程中,其殼體和管板都會受到較大的壓力荷載和溫差應力的長期作用。這將直接導致換熱器殼體、管板連接處局部應力的形成。分析局部應力出現的原因有:   (1)換熱器殼體載荷的溫度較高,且徑向變形大。而管板恰恰   相反,不僅載荷溫度低,變形小,同時由于管板的厚度較大對變形剛度的抵抗力較強,因此對與之相連接的換熱器殼體約束力較大。   (2)由于換熱器殼體受到限制,使高溫載荷下的徑向膨脹也受到了一定的限制。加上其他因素的影響,發生斷裂損害的可能性很大??傮w來說,對于上述結構局部應力形成的主要因素是:換熱器殼體和管板之間的溫度分布不均勻,管板較大剛度這一特征的存在。所以在日常的操作中,可根據實際的需要,在達到結構剛度要求的基礎上,可對管板的厚度進行適當的降低。   敏感部位之四:u形彎管。   對不銹鋼管束的使用中,u形管自身的形態特征決定了它的塑性變形,在對其進行運用時會產生殘余拉應力。這是由于兩個直管段熱變形不均勻產生了溫差應力,應力之間相互疊加,促使彎管處拉應力的形成。在腐蝕性介質的參與下,加上換熱器工作過程中產生的扭曲振動和彎曲振動,很容易造成彎管處的疲勞腐蝕破壞,并且影響力很大。   敏感部位之五:小浮頭墊片出現泄漏。   溫差應力的存在是造成小浮頭墊片內漏的主要原因。在小浮頭墊片的使用過程中,由于溫差應力的存在使螺栓預緊力降低,同時小浮頭墊片自身不能進行自緊密閉,造成換熱器的使用實效??偠灾?,造成小浮頭墊片發生泄漏的主要原因就是,預緊過程中和溫差應力的作用下殘余應力的存在。   
          07-20

          管殼式聚四氟乙烯換熱器技術說明

          ? ? ? ?管殼式聚四氟乙烯換熱器的介紹:   管殼式聚四氟乙烯換熱器是以聚四氟乙烯管材為換熱材料與聚四氟乙烯塑料或鋼制外殼制成的換熱設備。聚四氟乙烯換熱器是一類重要的換熱器設備,它的開發、發展和實際應用經歷了二十多年的演變歷程,現已擁有許多不同結構、不同用途及性能的聚四氟乙烯制品。當前工業生產中使用較為普遍的是列管式和盤管式換熱器。   聚四氟乙烯換熱器是化工設備的新品種,由于聚四氟乙烯材質的耐蝕性冠于多種合金、非金屬甚至貴金屬,如黃金、銀、鋯等,故此類設備對解決制藥、石油化工等工業中的強腐蝕性流體物料的換熱問題具有重要意義。在工業上需要既耐腐蝕又具有高潔凈率換熱材質的局面下問世的。據資料介紹,1965年美國杜邦公司研制成功聚四氟乙烯鹽酸冷凝吸收器,代替了傳統的陶瓷鹽酸冷凝吸收器、玻璃冷凝吸收器及石墨設備,極大地提高了換熱設備的耐蝕性和換熱介質的潔凈率,此后在石油化工、硫酸、電鍍、輕工等領域逐步得到廣泛的應用。   1985年鄭州工業大學開展了聚四氟乙烯換熱設備的制造工藝的研究工作。通過試制、試用并積累數據,目前已探索出可行的聚四氟乙烯換熱器制造工藝并設計、試制出適合我國工業應用的各種氟塑料換熱器。   聚四氟乙烯換熱器的產品分類:   1.單向防腐四氟換熱器,用于液液或液汽換熱;   2.雙向防腐型四氟換熱器,能同時對兩種強腐蝕物料進行換熱,用于液液或液汽換熱;   3.四氟盤管式換熱器,適用于塔節、反應釜等容器內換熱;   4.四氟框架式換熱器,適用于槽、池等換熱;   二.技術指標:   設計溫度:-20℃~170℃   設計壓力:殼程:≦0.3MPa,管程:≦0.4MPa。   “焊縫”剪切強度t>6×106Pa   三.注意事項:   1.進料、出料管道重量不能壓在接頭上,以免損傷封頭;   2.使用時,先打開冷驅蚊水閥門,讓水充滿殼程后,再進需冷卻的物料;   3.物料直徑不能大于管徑的1/4,以免堵塞四氟管子;   4.管程、殼程內均不能有鐵屑、小玻璃等物質進入,以免損傷四氟管子;   5.貯藏時,將進出水口封住,以免進異物損傷四氟管子。   聚四氟乙烯換熱器的研究成果  ?。?)氟塑料換熱器制造工藝方面   聚四氟乙烯換熱器制造工藝:研制了一種“氟塑料換熱器F-4管板限施壓加熱焊接法”工藝,解決了四氟管焊接技術關鍵。目前此工藝已用于工業性生產,其技術為鄭州工業大學獨創,其特點為所需設備簡單,投資少并能解決實際問題。  ?。?)聚四氟乙烯換熱器制造方面;   聚四氟乙烯換熱器制造分為A焊接設備制造(自制)、B工裝夾具制造、C工序工藝、流程三個步驟。   焊接設備制造—焊接爐   聚四氟乙烯換熱器采用F-4管板限脹施壓加熱焊接工藝進行管板焊接,此焊接技術不添加任何焊接劑,換熱器成品內件全四氟結構材料以保證耐腐蝕性能要求。在所有工序中,焊接工藝是換熱器制造的關鍵技術工序。   自制焊接爐所需投資少,設備簡單,易于工人操作控制,便于定期維護維修。焊接牢固性高,焊接面質量好。其焊接后焊縫機械強度等指標高于四氟管本身的物理機械性能所以焊接爐是四氟換熱器制造中最重要設備。   工裝制造   主要工裝部件為各系列限脹模具,焊接加熱鋼芯、輔助工裝夾具等。   聚四氟乙烯換熱器的應用:   目前聚四氟乙烯換熱器的類型較多,性能各有特色,大體上可以分為以下幾種:  ?。?)管殼式:是應用領域廣,使用量較大的一類,目前單臺最大面積達280m2。  ?。?)浸入式:又分為U型浸入式和盤管浸入式兩類。由于采用的材質F4化學性能穩定,即使將F4材料溶于“王水”中煮沸亦不會發生反應,故其制品可用于強酸、強堿、強氧化劑等流體物料的換熱過程,例如用來作苛性溶液、氫氟酸、硝酸混合物、20%發煙硫酸、各種有機酸、氯氣、溴、有機溶劑等流體物料的加熱、冷凝之用。   
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